import java.util.Stack;

public class Sort {
    public static void insertSort(int[] array){
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            int tmp=array[i];
            int j = i-1;
            for (; j >0 ; j--) {
                if(array[j]>tmp){
                    array[j+1]=array[j];
                }else{
                    //array[j+1]=tmp;
                    break;
                }
            }
            array[j+1]=tmp;//对应array[j]<tmp情况，j=-1，进不来第二个for循环
        }
    }
    public static void shellSort(int[] array){
        int gap= array.length;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            gap/=2;
            shell(array,gap);
        }
    }
    //每组进行插入排序
    private static void shell(int[] array,int gap){
        //i++ 在每组中交替插入排序
        for (int i = gap; i < array.length; i++) {
            int tmp=array[i];
            int j = i-gap;
            for (; j >=0 ; j-=gap) {
                if(array[j]>tmp){
                    array[j+gap]=array[j];
                }else{
                    break;
                }
            }
            array[j+gap]=tmp;
        }
    }
    private static void swap(int[]array,int i ,int j){
        int tmp=array[i];
        array[i]=array[j];
        array[j]=tmp;
    }

    //选择排序
    public static void selectSort(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length ; i++) {
            int minIndex=i;
            for (int j = i+1; j < array.length; j++) {
                if(array[j]<array[minIndex]){
                    minIndex=j;
                }
            }
            swap(array,minIndex,i);//此时minIndex为最小值的下标
        }
    }
    //代码优化
    public static void selectSort2(int[] array){
        int left=0;
        int right= array.length-1;
        while(left<right){
            int minIndex=left;
            int maxIndex=left;
            for (int i = left+1; i <=right; i++) {
                if(array[i]<array[minIndex]){
                    minIndex=i;
                }
                if(array[i]>array[maxIndex]){
                    maxIndex=i;
                }
            }
            swap(array,minIndex,left);
            //如果最大值是left下标，那么上面交换完后，
            //
            // 最大值跑到最小值的位置了，所以应该更新最大值下标
            if(maxIndex==left){
                maxIndex=minIndex;
            }
            swap(array,maxIndex,right);
            left++;
            right--;
        }
    }
    private static void createBigHeap(int[] array){
        for (int parent = (array.length-1-1)/2; parent >=0; parent--) {
            siftDown(parent,array, array.length);
        }
    }
    private static void siftDown(int parent ,int[] array,int end){
        int child=2*parent+1;
        while(child<end){
            if(child+1< end&&array[child]<array[child+1]){
                child++;
            }
            if(array[child]>array[parent]){
                swap(array,child,parent);
                parent=child;
                child=2*parent+1;
            }else{
                break;
            }
        }
    }
    //堆排序
    //
    public static void heapSort(int[] array){
        createBigHeap(array);//将数组变为大根堆
        int end= array.length-1;
        while(end>=0){
            swap(array,0,end);
            siftDown(0,array,end);
            end--;
        }
    }
    //交换排序-》冒泡排序
    public static void bubbleSort(int[] array){
        boolean flag=false;
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            for (int j = 0; j < array.length-1-i ; j++) {
                if(array[j]>array[j+1]){
                    swap(array,j,j+1);
                    flag=true;
                }
            }
            if(flag==false){
                break;
            }
        }
    }
    //快速排序
    public static void quickSort(int[] array){
        quick2(array,0,array.length-1);
    }
    private static void quick(int[] array,int start,int end){
        if(start>=end){
            return;
        }
        int par=partition(array,start,end);
        //递归左边
        quick(array,start,par-1);
        //递归右边
        quick(array,par+1,end);
    }

    //代码优化
    private static void quick2(int[] array,int start,int end){
        if(start>=end){
            return;
        }
//        // 优化2  在此范围内的数用插入排序
//        if(end-start+1<=10){
//            insertSortRange(array,start,end);
//            return;
//        }

        //寻找中位数  三数取中
        int index=midThreeNum(array,start,end);
        swap(array,index,start);

        int par=partition(array,start,end);
        //递归左边
        quick(array,start,par-1);
        //递归右边
        quick(array,par+1,end);
    }
    //返回值是中位数下标
    private static int midThreeNum(int[] array,int left,int right){
        int mid=(left+right)/2;
        if(array[left]<array[right]){
            //有三种情况 left right
            if(array[mid]<array[left]){//mid left right
                return left;
            }else if(array[mid]>array[right]){//left right mid
                return right;
            }else{// left mid right
                return mid;
            }
        }else{//right left
            if(array[mid]<array[right]){
                return right;
            }else if(array[mid]>array[left]){
                return left;
            }else{
                return mid;
            }
        }
    }
/*    //有范围的插入排序
    public static void insertSortRange(int[] array,int left,int right){
        for (int i = left+1; i <= right; i++) {
            int tmp=array[i];
            int j = i-1;
            for (; j >left ; j--) {
                if(array[j]>tmp){
                    array[j+1]=array[j];
                }else{
                    //array[j+1]=tmp;
                    break;
                }
            }
            array[j+1]=tmp;//对应array[j]<tmp情况，j=-1，进不来第二个for循环
        }
    }*/

    //返回标记元素 hore法
    private static int partition1(int[] array,int left,int right){
        int i=left;
        int tmp=array[left];
        while(left<right){
            while(left<right && array[right]>=tmp){
                right--;
            }
            while(left<right && array[left]<=tmp){
                left++;
            }
            swap(array,left,right);
        }
        //left和right相遇了
        swap(array,left,i);
        return left;
    }
    private static int partition2(int[] array,int left,int right){
        int tmp=array[left];
        while(left<right){
            while(left<right && array[right]>=tmp){
                right--;
            }
            array[left]=array[right];
            while(left<right && array[left]<=tmp){
                left++;
            }
            array[right]=array[left];
        }
        //此时left和right相遇，基准值与left相交换
        array[left]=tmp;
        return left;
    }
//前后指针法
    private static int partition(int[] array,int left,int right){
    int tmp=array[left];
    while(left<right){
        while(left<right && array[right]>=tmp){
            right--;
        }
        array[left]=array[right];
        while(left<right && array[left]<=tmp){
            left++;
        }
        array[right]=array[left];
    }
    //此时left和right相遇，基准值与left相交换
    array[left]=tmp;
    return left;
}
//快排的非递归  用栈实现
    public static void quickSortNot(int[]array){
        Stack<Integer> stack=new Stack<>();
        int left=0;
        int right= array.length-1;
        int par=partition(array,left,right);

        if (par>left+1){
            stack.push(left);
            stack.push(par-1);
        }
        if(par<right-1){
            stack.push(par+1);
            stack.push(right);
        }
        while(!stack.isEmpty()){
            right=stack.pop();
            left=stack.pop();

            par=partition(array,left,right);

            if (par>left+1){
                stack.push(left);
                stack.push(par-1);
            }
            if(par<right-1){
                stack.push(par+1);
                stack.push(right);
            }
        }

    }

    /**
     * 时间复杂度：O(N*logN)
     * 空间复杂度：O(N)
     * 稳定性：稳定
     * @param array
     */

    public static void mergeSort(int[] array){
        mergeSortFun(array,0,array.length-1);
    }

    public static void mergeSortFun(int[] array,int left,int right){
        //递归结束条件
        if(left>=right){
            return ;
        }

        //分解
        int mid=(right+left)/2;
        mergeSortFun(array,left,mid);
        mergeSortFun(array,mid+1,right);

        //合并  都是将两个有序的数组合并成一个有序的数组
        merge(array,left,mid,right);

    }
    private static void merge(int[]array,int left,int mid,int right){

        int[]tmp=new int[right-left+1];
        int k=0;
        int s1=left;
        int e1=mid;
        int s2=mid+1;
        int e2=right;
        while(s1<=e1 && s2<=e2){
            if(array[s1]<array[s2]){
                tmp[k++]=array[s1++];
            }else{
                tmp[k++]=array[s2++];
            }
        }
        //收尾阶段  一个数组走完了，将另一个数组放入tmp剩余位置
        while(s1<=e1){
            tmp[k++]=array[s1++];
        }
        while(s2<=e2){
            tmp[k++]=array[s2++];
        }
        //此时tmp数组中全部都有序了
        //接下来就是将tmp数组的内容拷贝到array数组中
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            array[i+left]=tmp[i];
        }
    }
    //非递归实现 归并排序






}

